產(chǎn)品分類 
         
         
        
         
      
       
      
     
      
   
      
      
   
      
    
    
    
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      類型分類：
      
        
      
         科普知識(shí) 
        
      
        
      
        
      
        
      數(shù)據(jù)分類：
      
        
       電阻加熱器
      
        
      
        
      
      
      
 
      
      
         
      
             
      超寬帶交指濾波器的設(shè)計(jì)仿真
      
             
      發(fā)布日期：2022-10-18                  點(diǎn)擊率：68   
      
         
      
         
      
            
        
      
            
        
      
        
      
	超寬帶交指濾波器的設(shè)計(jì)仿真（1.5-3.3GHz）
      

      
	 
      

      
	微波濾波器在通信系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，今天主要跟大家分享如何設(shè)計(jì)一款相對(duì)帶寬比在75%的腔體濾波器。主要利用HFSS的場(chǎng)仿真，結(jié)合參數(shù)提取方法帶入Designer中進(jìn)行電路仿真，最后整體仿真出可實(shí)際加工的一款濾波器，在射頻電路中有著很多實(shí)際應(yīng)用。
      

      
	 
      

      
	設(shè)計(jì)目標(biāo)：
      

      
	 
      

      
	-Center　Frequency：2400MHz
      

      
	-Bandwidth: 1800MHz
      

      
	-Rejection: >50dB@ 1000MHz, >50dB@ 3800MHz
      

      
	-Insertion Loss: 0.5dB max
      

      
	-Return Loss: >11dB
      

      
	-Power Handling: 50W max
      

      
	 
      

      
	設(shè)計(jì)思路：
      

      
	 
      

      
	1、利用輔助軟件分析設(shè)計(jì)目標(biāo)以確定級(jí)數(shù)，我們常用CoupleFil來(lái)確定腔體級(jí)數(shù)及提取耦合參數(shù)，但這款濾波器由于相對(duì)帶寬比為75%，如若再使用CoupleFil來(lái)查看波形，波形不具有參考性，這里我們使用Designer中濾波器自動(dòng)仿真軟件來(lái)分析設(shè)計(jì)指標(biāo)。
      

      
	2、HFSS里仿真單腔，確定諧振桿高度及Q值。
      

      
	3、在HFSS里仿真抽頭高度，以確定輸出諧振桿高度及確定輸出時(shí)延。
      

      
	4、依據(jù)耦合參數(shù)，建模仿真諧振桿的間距。
      

      
	5、導(dǎo)入Designer中驗(yàn)證。
      

      
	 
      

      
	設(shè)計(jì)步驟：
      

      
	 
      

      
	1、在Designer里分析設(shè)計(jì)指標(biāo)可得，采用11級(jí)就可以滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)，如下圖：
      

      
	 
      

      
	超寬帶交指濾波器的設(shè)計(jì)仿真
      

      
	級(jí)數(shù)為11階時(shí)濾波器的響應(yīng)
      

      
	 
      

      
	但我們還需要帶入到CoupleFil中提取耦合系數(shù)，雖然CoupleFil中濾波器的響應(yīng)曲線不具體參考性，但是耦合系數(shù)是沒(méi)有任何問(wèn)題的。
      

      
	 
      

      
	超寬帶交指濾波器的設(shè)計(jì)仿真
      

      
	 
      

      
	耦合系數(shù)值為：
      

      
	 
      

      
	MS,1 = 0.7523315477
      

      
	M1,2 = 0.6196066011
      

      
	M2,3 = 0.4398822503
      

      
	M3,4 = 0.4083297056
      

      
	M4,5 = 0.398050244
      

      
	M5,6 = 0.3944810445
      

      
	M6,7 = 0.3944810445
      

      
	M7,8 = 0.398050244
      

      
	M8,9 = 0.4083297056
      

      
	M9,10 = 0.4398822503
      

      
	M10,11 = 0.6196066011
      

      
	 
      

      
	2、在HFSS里仿真單腔，以確定諧振桿的高度，仿真可確定腔體高度為20mm，這里我們代入計(jì)算諧振桿值。
      

      
	 
      

      
	超寬帶交指濾波器的設(shè)計(jì)仿真
      

      
	 
      

      
	調(diào)整諧振桿的高度以使諧振頻率在2.4GHz處，諧振桿高度為19.5mm。
      

      
	 
      

      
	3、濾波器工作頻率為1.5-3.3GHz，帶寬為1.8GHz，輸出時(shí)延為0.35ns。依據(jù)時(shí)延值，我們建立模型調(diào)整諧振的高度以使用中心在2.4GHz處諧振，調(diào)整抽頭高度以使時(shí)延值為0.35ns。
      

      
	 
      

      
	確定時(shí)延的模型
      

      
	 
      

      
	超寬帶交指濾波器的設(shè)計(jì)仿真
      

      
	超寬帶交指濾波器的設(shè)計(jì)仿真
      

      
	 
      

      
	4、依據(jù)步驟1提取的耦合系數(shù)，建模仿真得出諧振桿的間距。
      

      
	 
      

      
	超寬帶交指濾波器的設(shè)計(jì)仿真
      

      
	超寬帶交指濾波器的設(shè)計(jì)仿真
      

      
	 
      

      
	5、所有步驟完成后，我們還需要建立整體模型以驗(yàn)證準(zhǔn)確性。
      

      
	 
      

      
	超寬帶交指濾波器的設(shè)計(jì)仿真
      

      
	 
      

      
	初步仿真后得到一個(gè)初步的波形：
      

      
	 
      

      
	超寬帶交指濾波器的設(shè)計(jì)仿真
      

      
	 
      

      
	可以看出濾波器的響應(yīng)曲線不怎么好，這時(shí)就需要調(diào)整諧振桿調(diào)試以使頻率在1.5-3.3GHz，然后使回波能有-11dB。
      

      
	這里設(shè)置自動(dòng)優(yōu)化，設(shè)置目標(biāo)如下：
      

      
	－ｄＢ（Ｓ１１）＜－１１ｄＢ＠１．５－３．３ＧＨｚ
      

      
	 
      

      
	超寬帶交指濾波器的設(shè)計(jì)仿真
      

      
	 
      

      
	優(yōu)化后的波形如下：
      

      
	 
      

      
	超寬帶交指濾波器的設(shè)計(jì)仿真
      

      
	 
      

      
	總結(jié):
      

      
	 
      

      
	1、交指濾波器在實(shí)現(xiàn)超寬帶濾波器時(shí)具體較高優(yōu)勢(shì)。
      

      
	 
      

      
	2、最后仿真波形看出，此方法的正確性。
      

      
	 
      

      
	3、缺點(diǎn)就是建立整體模型時(shí)比較費(fèi)時(shí)間。
      

      
	 
       
             
      
         
      
             
      
              
              
              
              
              
              
            
      
            
            
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